巴塞爾大學(xué)Biozentrum的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種測(cè)量RNA分子半衰期的新方法。該研究表明，常用的方法提供了扭曲的結(jié)果，RNA分子的平均壽命僅為2分鐘，比之前假設(shè)的短10倍。結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在Science Advances雜志上。RNA分子是細(xì)胞DNA的單個(gè)轉(zhuǎn)錄物。它們轉(zhuǎn)移DNA的遺傳信息，并為蛋白質(zhì)的產(chǎn)生提供模板，調(diào)節(jié)所有細(xì)胞的過(guò)程。信息的小載體本身在其整個(gè)生命周期內(nèi)受到監(jiān)管，或者說(shuō)是半衰期。在生產(chǎn)之后，RNA分子在降解之前在有限時(shí)間內(nèi)用作蛋白質(zhì)生產(chǎn)的模板。

迄今為止，已有兩種主要的科學(xué)方法用于測(cè)量RNA的半衰期。由巴塞爾大學(xué)Biozentrum的Attila Becskei教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這些傳統(tǒng)方法可能非常不精確，并且會(huì)產(chǎn)生不一致的結(jié)果。Becskei的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種新方法，證明RNA分子平均持續(xù)20分鐘，而不是僅僅持續(xù)2分鐘。這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的努力，因?yàn)闆](méi)有人事先知道哪種方法能產(chǎn)生正確的結(jié)果“，Becskei說(shuō)。

“基因控制方法”顯示：RNA是短暫的

了解RNA的半衰期對(duì)細(xì)胞周期的科學(xué)研究具有重要意義。細(xì)胞分裂的整個(gè)過(guò)程取決于在正確的時(shí)間可獲得的蛋白質(zhì)的正確數(shù)量。如果在細(xì)胞周期的給定階段沒(méi)有正確濃度的RNA，則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

Becskei使用的“基因控制方法”已為人所知，但迄今尚未用于測(cè)量RNA分子的半衰期。這是因?yàn)樵摲椒ㄐ枰獜?fù)雜的基因工程并且耗時(shí)，因?yàn)橐淮沃荒苎芯恳粋€(gè)RNA分子。為此，以這樣的方式調(diào)節(jié)DNA的單個(gè)基因，使得可以打開(kāi)和關(guān)閉RNA的產(chǎn)生。如果停止RNA產(chǎn)生，則可以測(cè)量細(xì)胞中已經(jīng)產(chǎn)生的RNA的存活。由此，可以確定該RNA的壽命。“因此，這種方法只能提供一種RNA分子的結(jié)果，但結(jié)果非常準(zhǔn)確”，Becskei強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

對(duì)大約50種不同的基因重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示80%的RNA經(jīng)歷了快速更新，生活時(shí)間不到2分鐘，可歸類為短壽命。只有大約20%的人活得更長(zhǎng)，大約5到10分鐘。“這些結(jié)果令人震驚，如果你認(rèn)為到目前為止，人們認(rèn)為平均RNA在細(xì)胞中存活20分鐘”，Becskei說(shuō)。

傳統(tǒng)方法有缺點(diǎn)

迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)使用兩種主要的方法來(lái)測(cè)量RNA分子的半衰期。在一種方法“轉(zhuǎn)錄抑制”中，將物質(zhì)引入細(xì)胞，其抑制所有基因的RNA產(chǎn)生。“然而，如果所有RNA的產(chǎn)生受到抑制，細(xì)胞中的其他過(guò)程也會(huì)被改變，細(xì)胞就會(huì)停止運(yùn)作。這會(huì)扭曲結(jié)果”，Becskei解釋道。

“體內(nèi)標(biāo)記”方法也有其缺點(diǎn)：首先對(duì)RNA進(jìn)行標(biāo)記，然后觀察它們?cè)诩?xì)胞中可以追蹤它們的時(shí)間。然而，這些用修飾分子標(biāo)記也會(huì)干擾細(xì)胞功能并導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。因此，迄今為止使用的所有方法都有一個(gè)缺點(diǎn)：測(cè)量本身會(huì)影響要測(cè)量的過(guò)程。這就是結(jié)果失真的原因。Becskei說(shuō)：“有時(shí)很難相信科學(xué)家可能會(huì)在不知不覺(jué)中使用近30年來(lái)產(chǎn)生不一致結(jié)果的方法。” “似乎科學(xué)哲學(xué)家保羅·費(fèi)耶拉本德說(shuō)科學(xué)通常是無(wú)政府主義的。”

該研究小組還將他們的方法與現(xiàn)有方法進(jìn)行了比較，并發(fā)現(xiàn)了Becskei方法與“體內(nèi)標(biāo)記”方法的獨(dú)特變體之間的最高相關(guān)性。在大多數(shù)情況下，即使平均半衰期估計(jì)不同，兩種測(cè)量都將相同的RNA分類為穩(wěn)定和不穩(wěn)定。現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)希望調(diào)查后一種方法在哪些方面提供準(zhǔn)確的結(jié)果并且可以可靠地使用。